PL229429B1 - System pneumatyczny zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego - Google Patents

Abstract

System pneumatyczny zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego zawiera co najmniej jedną sprężarkę (1), manualny zawór odcinający (2), moduł przygotowania powietrza (3), elektromagnetyczny zawór odcinający (4), zawór wolnego startu (5), co najmniej jeden osuszacz adsorpcyjny (6), dozownik (7) oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła.

Description

Przedmiotem wynalazku jest system pneumatyczny, zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego.

Układy i systemy zasilania pneumatycznego są powszechnie stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, co jest skutkiem prostoty ich konstrukcji i dużej niezawodności.

Znany jest z opisu patentowego PL 200893 układ pneumatyczny i urządzenie pneumatyczne przeznaczone do utrzymywania stałej wartości podciśnienia w instalacjach pneumatycznych narażonych na szkodliwe wahania podciśnienia, a zwłaszcza w urządzeniach do doju mechanicznego. Układ pneumatyczny do podciśnieniowego doju składa się z pompy, głównego rurociągu, wielu aparatów udojowych oraz z rurociągu biernego. Kolektor dodatkowo połączony jest z biernym rurociągiem za pomocą przewodu wyrównawczego oraz przewodu pulsacyjnego, który zaopatrzony jest w pulsator. Na końcu rurociągu biernego zainstalowany jest zawór zwrotny oraz drugi manometr. W miejscu zaworu zwrotnego może być zamontowane urządzenie pneumatyczne, które także jest przedmiotem niniejszego wynalazku.

Znany jest z opisu patentowego PL 186056 układ pneumatyczny ustawnika pozycyjnego do kontroli położenia elementu wykonawczego, takiego jak wysięgnik, siłownik, klapa zaworu, zaopatrzonego w zespół pomiarowy położenia elementu wykonawczego, jaki ma zespół śledzący położenia wskazówki zespołu pomiarowego, określający wartość zadaną przesuwu elementu wykonawczego.

Znany jest z opisu patentowego PL 208937 układ pneumatyczny sterowania odciągiem wielogąsienicowym, przeznaczonym zwłaszcza do odciągania rur lub profili z tworzyw sztucznych w liniach wytłaczarskich. Układ pneumatyczny zawiera zawór odcinający, połączony z blokiem sprężonego powietrza, z którym kolejno poprzez zawory rozdzielające i co najmniej trzy zawory redukcyjne oraz przełączniki obiegu, za pośrednictwem przynajmniej dwóch zaworów dławiąco-zwrotnych, połączone są najmniej dwa siłowniki pneumatyczne.

Znany jest także system pneumatyczny opisany w publikacji: Samborski T., Zbrowski A.: System pneumatyczny linii technologicznej do wytwarzania kart wielowarstwowych. Pneumatyka. 2013 nr 1, str. 30-35. System pneumatyczny wykorzystywany jest w procesie wytwarzania dokumentów wielowarstwowych w ramach linii technologicznej, a elementy wykonawcze sytemu realizują wszystkie funkcje obejmujące właściwe podawanie i montaż półwyrobów związane z opracowaną technologią. System sterowania linii, wykorzystujący nadrzędny sterownik PLC, umożliwia bezpośrednią komunikację z poszczególnymi elementami wykonawczymi lub całymi modułami sterowanymi z poziomu sterowników lokalnych wysp zaworowych. Zastosowane rozwiązania sprzętowe i programowe pozwalają na realizację prac badawczo-rozwojowych zmierzających do poprawy poziomu zabezpieczeń dokumentów zawierających identyfikatory RFID. Pneumatyczny system linii technologicznej pozwala na wytwarzanie niskonakładowych partii wyrobów z wykorzystaniem opracowanych innowacyjnych technologii łączenia (kleje dyspersyjne, termotopliwe, błona klejowa) poszczególnych warstw z użyciem różnych materiałów (papier, folia).

Znane są także precyzyjne układy pneumatyczne do sterowania lub zasilania instalacji, jak na przykład znany ze zgłoszenia patentowego P. 400693 kaskadowy mechanizm spustowy, zwłaszcza lufowego działa pneumatycznego. Mechanizm ten zawiera zamek, poruszający się w cylindrycznej zamkowej komorze, częściowo wmontowanej w kolektorowy zbiornik, osadzonej tak, że pomiędzy zewnętrznymi ściankami zamkowej komory, a wewnętrznymi ściankami kolektorowego zbiornika znajduje się wolna przestrzeń ograniczona denkami kolektorowego zbiornika. Kolektorowy zbiornik ma przyłącza, do których zamocowane są odcinające kulowe zawory, mające napęd w elektryczny albo pneumatyczny albo ręczny, zamykające lub otwierające drogę, łączącą kolektorowy zbiornik z zewnętrznymi zbiornikami akumulatorów ciśnienia. Zamkowa komora z jednej strony jest połączona z przyłączeniowym kanałem lufy, a z drugiej strony jest połączona z pokrywą zamkowej komory. Przyłączeniowy kanał lufy ma boczny otwór, w którym znajduje się upustowy zawór. Zamkowa komora od strony przyłączeniowego kanału lufy, ma stożkowe zaworowe gniazdo, które umożliwia zamknięcie przepływu czynnika roboczego po osadzeniu na nim zamykającego stożka, stanowiącego fragment zamka oraz ma w pobliżu zaworowego gniazda kilka bocznych otworów, dogodnie prostopadłych do osi zamkowej komory, umożliwiających przepływ sprężonego czynnika roboczego z kolektorowego zbiornika, poprzez zamkową komorę, do przyłączeniowego kanału lufy systemu miotającego. W zamkowej komorze pomiędzy zamkiem, a pokrywą zamkowej komory znajduje się pierścieniowy elastomerowy amortyzator, natomiast pokrywa zamkowej komory ma przyłącza, korzystnie dwa, do których są zamocowane odpowietrzające

PL 229 429 Β1 zawory oraz znajduje się w niej otwór, łączący wewnętrzną przestrzeń zamkowej komory z odpowietrzającymi zaworami. Do pokrywy zamkowej komory zamocowany jest trójdrogowy dwu położeniowy, rozdzielający zawór, sterowany elektrycznie, a także do pokrywy zaworowej komory zamocowany jest trójdrogowy, dwupołożeniowy, rozdzielający zawór sterowany elektrycznie.

Znane jest działo pneumatyczne opisane w publikacji: Zbrowski A., Samborski T., Zacharski S.: The method for high-energy throwing of the objects in impact testing. TTS Technika Transportu Szynowego 9/2012, wydanie w wersji elektronicznej, str. 619-627, art. nr 61. Autor opisuje eksperyment w którym zostały odtworzone warunki kolizji obiektu imitującego ptaka z krawędzią natarcia statecznika poziomego. Testy przeprowadzono, przy użyciu systemu rzucającego zasilanego pneumatycznie, a przedmioty wykonane z żelatyny i naśladujące ptaki zostały wykorzystane w testach, jakie rejestrowano za pomocą dwóch szybkich kamer. W artykule przedstawiono system testowy, procedury badań i wyniki eksperymentów dostępnych w postaci nagranego obrazu kolizji.

Znane rozwiązania pozwalają zwykle na maksymalizację sił, jakie uzyskuje się zasilając pneumatycznie siłownik lub działo, jednak nie pozwalają na sterowanie prędkością strugi powietrza, w szczególności powietrza ze ścierniwem, co jest pożądane przy badaniach zużycia erozyjnego. Dlatego celem wynalazku było opracowanie systemu pneumatycznego do takich badań pozwalającego na elastyczne sterowanie prędkością strugi sprężonego powietrza i materiału ściernego oraz automatyczne sterowanie modułami wykonawczymi w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego.

System pneumatyczny, zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego zawiera, co najmniej jedną sprężarkę, manualny zawór odcinający, moduł przygotowania powietrza, elektromagnetyczny zawór odcinający, zawór wolnego startu, co najmniej jeden osuszacz adsorpcyjny, dozownik oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła.

Osuszacz adsorpcyjny połączony jest z dozownikiem (modułem dozowania) materiału ściernego, z wymiennikiem ciepła do niskich wartości natężenia przepływu oraz wymiennikiem do wysokich wartości natężenia przepływu. Przy czym podczas badań wykorzystywany jest tylko jeden wymiennik, w zależności od zadanej wartości prędkości strugi mieszaniny powietrza i ścierniwa, jaka będzie stosowana do bombardowania próbek. Wymienniki ciepła połączone są z komorą mieszania na zasadzie naczyń połączonych, a przed każdym z wymienników przyłączone są zawory odcinające. Dodatkowo, korzystnie bezpośrednio za wymiennikami ciepła umieszczone są czujniki temperatury po jednym na każdy wymiennik.

Natężenie przepływu sprężonego powietrza sterowane jest zaworami proporcjonalnymi przyłączonymi do wymienników ciepła.

Moduł dozowania oraz wymienniki do sterowania przepływem powietrza wyposażone są w zawory proporcjonalne. Korzystnie, gdy w przypadku, kiedy istnieje potrzeba napełnienia zasobnika materiałem ściernym, lub przeprowadzenia przeglądu dozownika, osoba serwisująca posiada możliwość odcięcia dopływu sprężonego powietrza bezpośrednio, przy dozowniku, bez konieczności wyłączania całego systemu. Korzystnie gdy zamknięcie dopływu sprężonego powietrza jest realizowane za pomocą manualnych zaworów.

Dozownik wyposażony jest w moduł szybkiego odcinania ścierniwa, sterowany za pomocą elektrozaworu oraz siłownika pneumatycznego.

W momencie, kiedy transporter w dozowniku przestaje podawać materiał ścierny, siłownik zamyka kryzę dozującą i odcina przepływ ścierniwa z zasobnika materiału ściernego do komory podajnika. Ścierniwo z dozownika opada grawitacyjnie do komory mieszania, gdzie łączy się gorącym powietrzem z wymienników, następnie powstała mieszanina przepływa przez dyszę do komory pomiarowej, gdzie erodowane są badane próbki. Po opuszczeniu komory powietrze przepływa przez zestaw filtrów, gdzie przechwytywane są cząsteczki materiału ściernego, a następnie wypływa na zewnątrz układu pneumatycznego.

Zaletą opracowanego systemu jest możliwość elastycznego sterowania prędkością mieszaniny sprężonego powietrza i materiału ściernego w szerokim zakresie. Zaletą wynalazku jest możliwość automatycznej zmiany prędkości strugi ścierniwa w pojedynczym cyklu badawczym. Wynalazek umożliwia kontrolowanie punktu rosy oraz temperatury powietrza wykorzystywanego do utworzenia mieszaniny ze ścierniwem, co jest niezwykle istotne dla precyzyjnego i jednolitego procesu dozowania erodenta. Zastosowanie dwóch wymienników, znacznie rozszerza zakresy prędkością strugi ścierniwa zarówno dla niskich, jak i wysokich wartości natężenia przepływu.

System pneumatyczny, zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat systemu według wynalazku.

PL 229 429 Β1

System pneumatyczny, zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego zawiera sprężarkę 1, manualny zawór odcinający 2, moduł przygotowania powietrza 3, elektromagnetyczny zawór odcinający 4, zawór wolnego startu 5, osuszacz adsorpcyjny 6, dozownik 7 oraz wymienniki ciepła 8 i 9.

Osuszacz adsorpcyjny 6 połączony jest z dozownikiem (modułem dozowania) 7 materiału ściernego, a ten z wymiennikiem ciepła 8 do niskich wartości natężenia przepływu oraz wymiennikiem 9 do wysokich wartości natężenia przepływu. Przy czym podczas badań wykorzystywany jest tylko jeden wymiennik, w zależności od zadanej wartości prędkości strugi mieszaniny powietrza i ścierniwa, jaka będzie stosowana do bombardowania próbek. Wymienniki ciepła 8 i 9 połączone są z komorą mieszania 12 na zasadzie naczyń połączonych, a przed każdym z wymienników przyłączone są zawory odcinające 13 oraz 14. Dodatkowo, bezpośrednio za wymiennikami ciepła 8 i 9 umieszczone są czujniki temperatury 15 i 16 po jednym na każdy wymiennik.

Natężenie przepływu sprężonego powietrza sterowane jest zaworami proporcjonalnymi 10 oraz 11 przyłączonymi do wymienników ciepła 8 i 9.

Moduł dozowania 7, oraz wymienniki 8, 9 do sterowania przepływem powietrza wyposażone są w zawory proporcjonalne. W przypadku, kiedy istnieje potrzeba napełnienia zasobnika 19 materiałem ściernym, lub przeprowadzenia przeglądu dozownika 7, osoba serwisująca posiada możliwość odcięcia dopływu sprężonego powietrza bezpośrednio, przy dozowniku 7, bez konieczności wyłączania całego systemu. Zamknięcie dopływu sprężonego powietrza jest realizowane za pomocą manualnych zaworów 20 oraz 21.

Dozownik 7 wyposażony jest w moduł szybkiego odcinania ścierniwa, sterowany za pomocą elektrozaworu 22 oraz siłownika pneumatycznego 23.

W momencie kiedy transporter w dozowniku 7 przestaje podawać materiał ścierny, siłownik 23 zamyka kryzę dozującą 27 i odcina przepływ ścierniwa z zasobnika 19 materiału ściernego do komory podajnika 24. Ścierniwo z dozownika 7 opada grawitacyjnie do komory mieszania 12, gdzie łączy się gorącym powietrzem z wymienników 8 lub 9, następnie powstała mieszanina przepływa przez dyszę do komory pomiarowej 25, gdzie erodowane są badane próbki. Po opuszczeniu komory 25 powietrze przepływa przez zestaw filtrów 26, gdzie przechwytywane są cząsteczki materiału ściernego, a następnie wypływa na zewnątrz układu pneumatycznego.

Zaletą opracowanego systemu jest możliwość elastycznego sterowania prędkością mieszaniny sprężonego powietrza i materiału ściernego w szerokim zakresie. Zaletą wynalazku jest możliwość automatycznej zmiany prędkości strugi ścierniwa w pojedynczym cyklu badawczym. Wynalazek umożliwia kontrolowanie punktu rosy oraz temperatury powietrza wykorzystywanego do utworzenia mieszaniny ze ścierniwem, co jest niezwykle istotne dla precyzyjnego i jednolitego procesu dozowania erodenta. Zastosowanie dwóch wymienników, znacznie rozszerza zakresy prędkości; strugi ścierniwa zarówno dla niskich, jak i wysokich wartości natężenia przepływu.

Claims (7)

1. System pneumatyczny, zwłaszcza w urządzeniu do badania zużycia erozyjnego, znamienny tym, że zawiera połączone szeregowo co najmniej jedną sprężarkę (1), manualny zawór odcinający (2), moduł przygotowania powietrza (3), elektromagnetyczny zawór odcinający (4), zawór wolnego startu (5), co najmniej jeden osuszacz adsorpcyjny (6), dozownik (7) oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła, a osuszacz adsorpcyjny (6) połączony jest z dozownikiem (modułem dozowania) (7) materiału ściernego za pomocą równoległego układu wymiennika ciepła (8) do niskich wartości natężenia przepływu oraz wymiennika ciepła (9) do wysokich wartości natężenia przepływu oraz układu doprowadzenia sprężonego powietrza z zaworami (21) i (22), a dozownik połączony jest z zestawionymi szeregowo komorą mieszania (12) oraz komorą pomiarową (25).

2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas badań w zależności od zadanej wartości prędkości strugi mieszaniny powietrza i ścierniwa, jaka będzie stosowana do bombardowania próbek, załączony jest tylko jeden wymiennik ciepła (8) lub (9) pośrednio poprzez zawór odcinający (13) lub (14).

3. System według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wymienniki ciepła (8 i 9) połączone są z komorą mieszania (12) na zasadzie naczyń połączonych, a przed każdym z wymienników

PL 229 429 Β1 przyłączone są zawory odcinające (13 oraz 14), a bezpośrednio za wymiennikami ciepła (8 i 9) umieszczone są czujniki temperatury (15 i 16), po jednym na każdy wymiennik.

4. System według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że natężenie przepływu sprężonego powietrza sterowane jest zaworami proporcjonalnymi (10 oraz 11) przyłączonymi do wymienników ciepła (8 i 9).

5. System według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że wymienniki (8, 9) oraz moduł dozowania (7) do sterowania przepływem powietrza wyposażone są w zawory proporcjonalne.

6. System według zastrz. 4 lub 5, znamienny tym, że dopływ sprężonego powietrza zamykany jest zaworami manualnymi (20) i (21) umieszczonymi bezpośrednio przy module dozowania (7).

7. System według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że dozownik (7) wyposażony jest w moduł szybkiego odcinania ścierniwa, sterowany za pomocą elektrozaworu (22) oraz siłownika pneumatycznego (23).